CN107324365A - 一种纳米氢氧化钡/石墨烯纳米复合材料及制备方法 - Google Patents

一种纳米氢氧化钡/石墨烯纳米复合材料及制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107324365A
CN107324365A CN201710625842.XA CN201710625842A CN107324365A CN 107324365 A CN107324365 A CN 107324365A CN 201710625842 A CN201710625842 A CN 201710625842A CN 107324365 A CN107324365 A CN 107324365A
Authority
CN
China
Prior art keywords
barium hydroxide
graphene
nanometer
nanocomposite material
preparation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201710625842.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN107324365B (zh
Inventor
李炫华
朱金萌
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Northwestern Polytechnical University
Original Assignee
Northwestern Polytechnical University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Northwestern Polytechnical University filed Critical Northwestern Polytechnical University
Priority to CN201710625842.XA priority Critical patent/CN107324365B/zh
Publication of CN107324365A publication Critical patent/CN107324365A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107324365B publication Critical patent/CN107324365B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01F—COMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
    • C01F11/00—Compounds of calcium, strontium, or barium
    • C01F11/02—Oxides or hydroxides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B30/00—Compositions for artificial stone, not containing binders
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00—Particle morphology
    • C01P2004/80—Particles consisting of a mixture of two or more inorganic phases
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/00474—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00
    • C04B2111/00482—Coating or impregnation materials

Abstract

本发明涉及一种纳米氢氧化钡/石墨烯纳米复合材料及制备方法，制备过程简单、可控。首先本方法是只需简单的将八水合氢氧化钡和氧化石墨烯粉末在无水乙醇中加热即得到纳米氢氧化钡/石墨烯纳米复合材料，方法简单可以做到大量生产。其次，由于石墨烯的加入，与现有的氢氧化钡相比，该氢氧化钡/石墨烯纳米复合材料中纳米氢氧化钡颗粒负载到石墨烯片层上，在吸收空气变成碳酸钡后，碳酸钡颗粒由于石墨烯片的连接而成长为大晶粒碳酸钡，一方面可以连接文物的之间的缝隙从而加固文物，另一方面利用石墨烯优良的机械性质大幅提高文物加固的强度。

Description

一种纳米氢氧化钡/石墨烯纳米复合材料及制备方法
技术领域
本发明属于材料制备领域，涉及一种纳米氢氧化钡/石墨烯纳米复合材料及制备方法。
背景技术
氢氧化钡是基础化工原料，用途极为广泛。如利用氢氧化钡制造钡盐、有机钡化合物、钡基润滑脂，还用于精制动植物油类、蔗糖、甜菜(CN201310240980.8，中国)。除此之外，氢氧化钡还可用于测定空气中的二氧化碳，叶绿素的定量。锅炉用水清净剂，杀虫剂，橡胶工业。随着氢氧化钡新用途的开拓，氢氧化钡市场需求量逐年增大。
纳米氢氧化钡是氢氧化钡的纳米颗粒。近年来，纳米氢氧化钡被合成用于文物保护中，且取得了一定的成果。纳米氢氧化钡暴露在空气中吸收二氧化碳从而生成碳酸钡，利用这一原理可以加固壁画、石质雕塑等文物。Piero Baglioni等利用纳米氢氧化钡加固了玛雅壁画的颜料，取得了较好的效果(Journal of Colloid and Interface Science,2013,392:42-49)。Ana Paula Ferreira Pinto等从实验和实际文物两方面研究了纳米氢氧化钡对于石质文物的加固效果(Journal of Colloid and Interface Science,2016,19:467–476)。然而，目前存在的问题是纳米氢氧化钡在进入文物中生成碳酸钡的颗粒过小，难以将文物缝隙连接起来，从而取得的加固效果很差。
目前没有合成纳米氢氧化钡/石墨烯纳米复合材料的报道。
发明内容
要解决的技术问题
为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种纳米氢氧化钡/石墨烯纳米复合材料及制备方法，针对目前氢氧化钡进入文物后生成的碳酸钡晶体过小的问题。本发明的制备过程简单、可控。同时，可以通过调整原料含量可以得到不同氢氧化钡负载量的纳米氢氧化钡/石墨烯纳米复合材料。与现有的技术相比，在制备过程中加入石墨烯。通过石墨烯片将纳米氢氧化钡连接起来。纳米氢氧化钡生成碳酸钡后颗粒之间相互连接从而得到大晶体的碳酸钡。另外，与石墨烯结合后，利用石墨烯优良的机械性质，与碳酸钡结合后大幅提高了文物的加固强度。
技术方案
一种纳米氢氧化钡/石墨烯纳米复合材料，其特征在于组份为：石墨烯的质量百分比为1％-3％，其余为氢氧化钡。
一种纳米氢氧化钡/石墨烯纳米复合材料的制备方法，其特征在于步骤如下：
步骤1、氧化石墨烯的制备：将石墨粉加入浓硫酸中后置于冰水浴中搅拌，依次将高锰酸钾和硝酸钠加入到浓硫酸中，在冰水浴中继续搅拌30min；将温度升至30～50℃继续搅拌直至溶液为粘稠状；
再加入去离子水，并将温度升至80～90℃持续搅拌2～5h；之后向溶液中滴加双氧水，等温度冷却到室温后，以6000～8000转/分钟进行离心5～20分钟，水洗直至溶液pH为中性得到氧化石墨烯，最后冷冻干燥24h即得氧化石墨烯粉末；
其中：石墨粉，浓硫酸，高锰酸钾，硝酸钠，去离子水和双氧水的质量比为0.5:23:3:0.5:100:5；
步骤2、纳米氢氧化钡/石墨烯的制备：将八水合氢氧化钡Ba(OH)2·8H2O与氧化石墨烯粉末混合加入无水乙醇中置于充满氮气的密闭容器中，加热并搅拌至180～200度，保温2-6h后自然冷却至室温；将冷却后的溶液在真空干燥箱中30-50度干燥6-12h即得到纳米氢氧化钡/石墨烯纳米复合材料；
其中：八水合氢氧化钡，氧化石墨烯和无水乙醇的质量比为1:62.5～200:100。
有益效果
本发明提出的一种纳米氢氧化钡/石墨烯纳米复合材料及制备方法，制备过程简单、可控。首先本方法是只需简单的将八水合氢氧化钡和氧化石墨烯粉末在无水乙醇中加热即得到纳米氢氧化钡/石墨烯纳米复合材料，方法简单可以做到大量生产。其次，由于石墨烯的加入，与现有的氢氧化钡相比，该氢氧化钡/石墨烯纳米复合材料中纳米氢氧化钡颗粒负载到石墨烯片层上，在吸收空气变成碳酸钡后，碳酸钡颗粒由于石墨烯片的连接而成长为大晶粒碳酸钡，一方面可以连接文物的之间的缝隙从而加固文物，另一方面利用石墨烯优良的机械性质大幅提高文物加固的强度。
附图说明
图1是纳米氢氧化钡/石墨烯纳米复合材料的扫描电镜图。电镜右下角为标尺。
具体实施方式
现结合实施例、附图对本发明作进一步描述：
本发明提供一种纳米氢氧化钡/石墨烯纳米复合材料的制备方法，其中石墨烯的质量百分比为1％-3％，其余为氢氧化钡。主要由以下步骤来制备：
步骤1，氧化石墨烯的制备：将市售石墨粉加入浓硫酸中。上述溶液置于冰水浴中搅拌。将高锰酸钾缓慢加入到浓硫酸中。将硝酸钠快速加入到浓硫酸中。将上述混合物在冰水浴中继续搅拌30min。而后将温度升至30～50℃，并继续搅拌直至溶液为粘稠状。向粘稠物中加入去离子水，并将温度升至80～90℃持续搅拌2～5h。之后向溶液中滴加双氧水。等温度冷却到室温后。6000～8000转/分钟，5～20分钟，水洗、离心直至溶液pH为中性得到氧化石墨烯。其中石墨粉，浓硫酸，高锰酸钾，硝酸钠，去离子水和双氧水的质量比为0.5:23:3:0.5:100:5。最后冷冻干燥24h即得氧化石墨烯粉末。
步骤2，纳米氢氧化钡/石墨烯的制备：将八水合氢氧化钡(分子式是Ba(OH)2·8H2O)与氧化石墨烯粉末混合加入无水乙醇中置于充满氮气的密闭容器中。其中八水合氢氧化钡，氧化石墨烯和无水乙醇的质量比为1:62.5～200:100。将上述混合物加热并强烈搅拌至180～200度。保温2-6h后自然冷却至室温。将冷却后的溶液倒入烧杯在真空干燥箱中30-50度干燥6-12h即得到纳米氢氧化钡/石墨烯纳米复合材料。
具体实施例：
实施例一：
将八水合氢氧化钡(分子式是Ba(OH)2·8H2O)与氧化石墨烯粉末混合加入无水乙醇中置于充满氮气的密闭容器中。其中八水合氢氧化钡，氧化石墨烯和无水乙醇的质量比为1:62.5:100。将上述混合物加热并强烈搅拌至180度。保温2h后自然冷却至室温。将冷却后的溶液倒入烧杯在真空干燥箱中30度干燥6h即得到纳米氢氧化钡/石墨烯纳米复合材料。
实施例二：
将八水合氢氧化钡(分子式是Ba(OH)2·8H2O)与氧化石墨烯粉末混合加入无水乙醇中置于充满氮气的密闭容器中。其中八水合氢氧化钡，氧化石墨烯和无水乙醇的质量比为1:100:100。将上述混合物加热并强烈搅拌至190度。保温4h后自然冷却至室温。将冷却后的溶液倒入烧杯在真空干燥箱中40度干燥9h即得到纳米氢氧化钡/石墨烯纳米复合材料。
实施例三：
将八水合氢氧化钡(分子式是Ba(OH)2·8H2O)与氧化石墨烯粉末混合加入无水乙醇中置于充满氮气的密闭容器中。其中八水合氢氧化钡，氧化石墨烯和无水乙醇的质量比为1:150:100。将上述混合物加热并强烈搅拌至200度。保温6h后自然冷却至室温。将冷却后的溶液倒入烧杯在真空干燥箱中50度干燥12h即得到纳米氢氧化钡/石墨烯纳米复合材料。
实施例四：
将八水合氢氧化钡(分子式是Ba(OH)2·8H2O)与氧化石墨烯粉末混合加入无水乙醇中置于充满氮气的密闭容器中。其中八水合氢氧化钡，氧化石墨烯和无水乙醇的质量比为1:200:100。将上述混合物加热并强烈搅拌至200度。保温6h后自然冷却至室温。将冷却后的溶液倒入烧杯在真空干燥箱中40度干燥10h即得到纳米氢氧化钡/石墨烯纳米复合材料。

Claims (2)

1.一种纳米氢氧化钡/石墨烯纳米复合材料，其特征在于组份为：石墨烯的质量百分比为1％-3％，其余为氢氧化钡。
2.一种制备权利要求1所述纳米氢氧化钡/石墨烯纳米复合材料的制备方法，其特征在于步骤如下：
步骤1、氧化石墨烯的制备：将石墨粉加入浓硫酸中后置于冰水浴中搅拌，依次将高锰酸钾和硝酸钠加入到浓硫酸中，在冰水浴中继续搅拌30min；将温度升至30～50℃继续搅拌直至溶液为粘稠状；
再加入去离子水，并将温度升至80～90℃持续搅拌2～5h；之后向溶液中滴加双氧水，等温度冷却到室温后，以6000～8000转/分钟进行离心5～20分钟，水洗直至溶液pH为中性得到氧化石墨烯，最后冷冻干燥24h即得氧化石墨烯粉末；
其中：石墨粉，浓硫酸，高锰酸钾，硝酸钠，去离子水和双氧水的质量比为0.5:23:3:0.5:100:5；
步骤2、纳米氢氧化钡/石墨烯的制备：将八水合氢氧化钡Ba(OH)2·8H2O与氧化石墨烯粉末混合加入无水乙醇中置于充满氮气的密闭容器中，加热并搅拌至180～200度，保温2-6h后自然冷却至室温；将冷却后的溶液在真空干燥箱中30-50度干燥6-12h即得到纳米氢氧化钡/石墨烯纳米复合材料；
其中：八水合氢氧化钡，氧化石墨烯和无水乙醇的质量比为1:62.5～200:100。
CN201710625842.XA 2017-07-27 2017-07-27 一种纳米氢氧化钡/石墨烯纳米复合材料及制备方法 Active CN107324365B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710625842.XA CN107324365B (zh) 2017-07-27 2017-07-27 一种纳米氢氧化钡/石墨烯纳米复合材料及制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710625842.XA CN107324365B (zh) 2017-07-27 2017-07-27 一种纳米氢氧化钡/石墨烯纳米复合材料及制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107324365A true CN107324365A (zh) 2017-11-07
CN107324365B CN107324365B (zh) 2019-01-08

Family

ID=60200113

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710625842.XA Active CN107324365B (zh) 2017-07-27 2017-07-27 一种纳米氢氧化钡/石墨烯纳米复合材料及制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107324365B (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109971285A (zh) * 2019-04-25 2019-07-05 西北工业大学 一种纳米氢氧化钡/聚丙烯酸树脂复合材料及制备方法
ES2784876A1 (es) * 2019-03-26 2020-10-01 Consejo Superior Investigacion Procedimiento de protección de un objeto o una superficie ornamental de origen rocoso, expuesto a la intemperie.
CN114656284A (zh) * 2022-03-24 2022-06-24 复旦大学 一种用于修复加固的纳米粘土氢氧化钙复合材料及其制备与应用

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014101128A1 (en) * 2012-12-28 2014-07-03 Jiangnan University Graphene composites and methods of making and using the same
CN104801307A (zh) * 2015-04-17 2015-07-29 中国科学院上海高等研究院 过渡金属氢氧化物-石墨烯氧化物复合材料及其制备与应用
CN106006693A (zh) * 2016-05-17 2016-10-12 西北工业大学 一种高稳定性氢氧化钙/石墨烯纳米复合材料及制备方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014101128A1 (en) * 2012-12-28 2014-07-03 Jiangnan University Graphene composites and methods of making and using the same
CN104801307A (zh) * 2015-04-17 2015-07-29 中国科学院上海高等研究院 过渡金属氢氧化物-石墨烯氧化物复合材料及其制备与应用
CN106006693A (zh) * 2016-05-17 2016-10-12 西北工业大学 一种高稳定性氢氧化钙/石墨烯纳米复合材料及制备方法

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ES2784876A1 (es) * 2019-03-26 2020-10-01 Consejo Superior Investigacion Procedimiento de protección de un objeto o una superficie ornamental de origen rocoso, expuesto a la intemperie.
WO2020193827A1 (es) * 2019-03-26 2020-10-01 Consejo Superior De Investigaciones Cientificas Procedimiento de protección de un objeto o una superficie ornamental de origen rocoso, expuesto a la intemperie.
EP3950801A4 (en) * 2019-03-26 2022-12-21 Consejo Superior de Investigaciones Cientificas PROCESSES FOR PROTECTING AN ORNAMENTAL OBJECT OR ROCK-FOUND SURFACE EXPOSED TO THE ELEMENTS
CN109971285A (zh) * 2019-04-25 2019-07-05 西北工业大学 一种纳米氢氧化钡/聚丙烯酸树脂复合材料及制备方法
CN114656284A (zh) * 2022-03-24 2022-06-24 复旦大学 一种用于修复加固的纳米粘土氢氧化钙复合材料及其制备与应用

Also Published As

Publication number Publication date
CN107324365B (zh) 2019-01-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107324365A (zh) 一种纳米氢氧化钡/石墨烯纳米复合材料及制备方法
CN106076244A (zh) 一种纳米氧化物包覆的长寿命锂离子筛吸附剂的制备方法
CN105836781B (zh) 一种生产纳米碳酸钙的碳化活化一体化装置及方法
CN106221179A (zh) 石墨烯‑二氧化硅杂化材料及制备聚氨酯基纳米复合材料的方法
CN102491395A (zh) 一种纳米碳酸钙的制备方法
CN108822580A (zh) 一种低粘度活性纳米碳酸钙的制备方法
CN105129809A (zh) 一种海胆状纳米硅酸镍空心球及其制备方法
CN106784616B (zh) 球形硅酸锰锂复合材料的自组装制备方法以及正极组合物
CN106905437B (zh) 高耐热可再分散粉体纤维素纳米晶及其制备方法
WO2020113958A1 (zh) 一种机械力化学制备高性能铁红/黏土矿物杂化颜料的方法
CN104852024A (zh) 三氧化二铁单晶纳米管/石墨烯复合电极材料及其制备方法
CN107724171A (zh) 一种造纸专用纳米碳酸钙制备方法
CN104192820A (zh) 一种介孔碳球/二氧化锰复合纳米材料及其制备方法
CN105482500A (zh) 硅酮密封胶用抗氧性纳米碳酸钙的表面改性方法
CN109368678A (zh) 一种氢氧化钙/石墨烯纳米复合材料的制备方法
CN106241879B (zh) 一种纳米三氧化钨空心团聚球粉末的制备方法
CN105819484A (zh) 一种纳米CaCO3/SiO2复合粒子的制备方法和分散方法
CN101734711A (zh) 一种微波固相反应合成纳米氧化锌粉体的方法
CN107162026A (zh) 一种纳米氧化镁的制备方法
CN113104877A (zh) 一种超细白云石的制备方法及超细白云石的应用
CN109231276A (zh) 氨基磺酸还原高锰酸钾制备α-MnO2纳米线的方法及应用
CN110407212B (zh) 一种高分散性的纳米碳酸盐凝胶体及其制备方法和应用
CN108219007A (zh) 一种固态矿物质酸催化水解的纤维素纳米晶的制备方法
CN107353711A (zh) 一种纳米粒子增强树脂铅芯的制备方法
CN106065148A (zh) 石墨烯‑聚乙烯醇杂化材料及制备聚氨酯树脂基复合材料的方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
CB03 Change of inventor or designer information

Inventor after: Li Xuanhua

Inventor after: Zhu Jinmeng

Inventor after: Wei Bingqing

Inventor before: Li Xuanhua

Inventor before: Zhu Jinmeng

CB03 Change of inventor or designer information
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant